CN106063386A

CN106063386A - 无线充电板和无线充电装置

Info

Publication number: CN106063386A
Application number: CN201580011405.8A
Authority: CN
Inventors: 宋知妍; 裵硕; 玄淳莹
Original assignee: LG Innotek Co Ltd
Current assignee: LG Innotek Co Ltd
Priority date: 2014-01-22
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2016-10-26
Also published as: WO2015111903A1; US20170012458A1; US10476316B2; KR20150087686A; KR102190820B1

Abstract

本发明涉及一种无线充电板和无线充电装置，并且根据本发明的无线充电板包括：屏蔽层；线圈图案，其被布置在所述屏蔽层的一个表面上；以及磁图案，其被布置在所述线圈图案的中心处的空间中。

Description

无线充电板和无线充电装置

技术领域

本发明的实施方案涉及无线充电板和无线充电装置。

背景技术

无线电力转换(WPC)是非接触充电技术，该非接触充电技术是在短距离上在没有电接触的情况下使用磁耦合来对电池进行充电的无线充电技术。

根据WPC的传输标准，使用下述技术：预定的信号通过该技术被周期性地从发送器传输至接收器以检测接收器是否位于发送器能够达到的区域内。在WPC中可以使用磁耦合对电池进行充电而不需要另外的电接触，并且像这样的WPC可以应用到各个领域中的电池充电。

同时，霍尔传感器被安装在以电力事务联盟(PMA)的传输标准来传输电力的发送器上，并且该霍尔传感器检测接收器位于发送器能够达到的区域的时刻，使得备用电源的消耗是小的。

在这样的WPC或PMA技术中，通过初级线圈中产生的交流电流(AC)电能来形成磁场，电流流经天线的线圈，并且由于天线的电感而产生电压。以这种方式生成的电压被用作用于数据传输的电力或者用于对电池进行充电。

然而，在PMA技术中，为了使发送器的霍尔传感器检测接收器，在接收器位于发送器能够达到的区域时必须生成预定高斯或更多高斯的差，并且在接收器不位于发送器能够达到的区域时必须生成预定电压或更大电压的电压差。

这样的电压差主要受接收器的屏蔽材料的厚度影响。为了形成预定电压或更大电压的电压差，屏蔽材料的厚度必须是大的。因此，材料成本增加并且由于屏蔽材料的厚度而变得难以将接收器嵌入在便携式移动终端装置中。

发明内容

技术问题

本发明旨在通过包括被布置在线圈图案的中心部分的空间内的磁图案的配置，在减小屏蔽层的厚度的同时进一步提高无线充电效率。

技术解决方案

本发明的一个方面提供一种无线充电板，其包括：屏蔽层；线圈图案，被布置在屏蔽层的一个表面上；以及磁图案，被布置在线圈图案的中心部分的空间内。

根据本发明的另一实施方案，磁图案可以被布置在与线圈图案相同的平面上。

根据本发明的另一实施方案，磁图案的厚度可以等于或者小于线圈图案的厚度。

根据本发明的另一实施方案，磁图案的面积可以是屏蔽层的一个表面的面积的2％至40％。

根据本发明的另一实施方案，磁图案的相对磁导率可以是10至100000。

根据本发明的另一实施方案，磁图案的磁通量密度可以是0.4至2.5特斯拉(T)。

根据本发明的另一实施方案，磁图案可以由铁(Fe)基非取向性电钢、Fe基取向性电钢或者不锈钢形成。

根据本发明的另一实施方案，屏蔽层的厚度可以是1至600μm。

根据本发明的另一实施方案，屏蔽层的相对磁导率可以是10至1000。

根据本发明的另一实施方案，屏蔽层可以包括Fe基磁材料。

根据本发明的另一实施方案，无线充电板还可以包括将线圈图案附接至屏蔽层的粘附层。

本发明的另一方面提供无线充电装置，其包括：无线充电板，该无线充电板包括第一屏蔽层、被布置在第一屏蔽层的一个表面上的第一线圈图案、以及被布置在第一线圈图案的中心部分的空间内的磁图案；以及电荷感应板，该电荷感应板包括第二屏蔽层和被布置在第二屏蔽层的一个表面上的第二线圈图案，以及该电荷感应板在第一线圈图案中感生交流电流(AC)。

根据本发明的另一实施方案，电荷感应板可以被布置成面向无线充电板。

根据本发明的另一实施方案，电荷感应板还可以包括霍尔传感器，该霍尔传感器测量第二线圈图案的中心部分中的电压差的变化。

有利效果

如上所述，通过包括被布置在线圈图案的中心部分的空间内的磁图案的配置，在减小屏蔽层的厚度的同时可以进一步提高无线充电效率。因为无线充电装置的屏蔽层的厚度没有增加，所以可以满足对于将无线充电板或无线充电装置嵌入便携式移动终端装置的需要。

附图说明

图1是根据本发明的实施方案的无线充电装置的剖面图。

图2是根据本发明的实施方案的无线充电板的俯视图。

图3是用于描述根据本发明的实施方案的无线充电板和无线充电装置的充电效率的提高的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将详细描述本发明的示例性实施方案。然而，如果确定与本发明有关的熟知功能或配置的详细描述不必要地使实施方案的描述中的发明的主题模糊，则将省略该详细描述。而且，为了说明起见可以将附图中的元件的尺寸放大并且该尺寸并非指示实际应用的尺寸。

图1是根据本发明的实施方案的无线充电装置的剖面图，以及图2是根据本发明的实施方案的无线充电板的俯视图。

将参照图1和图2来描述根据本发明的实施方案的无线充电装置和根据本发明的实施方案的无线充电板。

如图1所示，根据本发明的实施方案的无线充电装置包括电荷感应板200和无线充电板100。

电荷感应板200和无线充电板100中的每个包括第一线圈图案110和第二线圈图案210。当电力被供给至电荷感应板200的第二线圈图案210并且交流电流(AC)流经第二线圈图案210时，由于电磁感应，在物理地与电荷感应板200隔开的无线充电板100的第一线圈图案110中感生AC。

可以使用在无线充电板100中感生的AC来执行电池(未示出)的充电。

同时，电荷感应板200可以是传输垫，并且无线充电板100可以是被应用无线电力传输/接收技术的便携式移动终端装置、家用/个人电子产品、运输单元等的一部分。被应用无线电力传输/接收技术的便携式移动终端装置、家用/个人电子产品、运输单元等可以仅包括无线充电板100或者包括电荷感应板200和无线充电板100两者。磁图案115被包括在无线充电板100中，并且由于磁图案115包括在无线充电板100中，通过电荷感应板200的霍尔传感器230检测到的电压差可以等于或者大于预定的电压。在这种情况下，通过霍尔传感器230检测到的电压差是在无线充电板100位于电荷感应板200能够电达到的区域内时的电压与在无线充电板100不位于电荷感应板200能够电达到的区域内时的电压的差。

霍尔传感器230被包括在电荷感应板200中，并且霍尔传感器230与电荷感应板200的第二屏蔽层220的中心部分之间的分离距离w可以是1.5mm。以这样的方式，霍尔传感器230被布置为接近第二屏蔽层220的中心部分，使得可以准确地测量电荷感应板200的中心部分中的电压变化。

同时，电荷感应板200可以包括被布置在第二壳体250中的第二屏蔽层220和第二线圈图案210。

此外，无线充电板100被容纳在第一壳体140中。无线充电板100可以包括第一线圈图案110和第一屏蔽层130，并且第一线圈图案110可以通过粘附层120附接至第一屏蔽层130。

磁图案115被布置在具有上述配置的无线充电板100上。

更详细地，第一线圈图案110被布置在第一屏蔽层130的一个表面上，以及如图2所示，磁图案115在与第一线圈图案110相同的平面上被布置在第一线圈图案110的中心部分的空间中。

此外，如图2所示，磁图案115可以被配置成面积为第一屏蔽层130的该一个表面的面积的2％至40％。当磁图案115被配置成面积对应于第一屏蔽层130的该一个表面的面积的2％或者更少时，可能出现下述问题：通过霍尔传感器230检测到的电压差是作为参考电压差的120mV或更小。

在这种情况下，当磁图案115超过第一屏蔽层130的该一个表面的面积的40％时，磁图案115过大并且较之材料成本的增加，电压差的增加不显著，这不是高效的。

此外，磁图案115的厚度可以等于或者小于第一线圈图案110的厚度。这是因为，当磁图案115超过第一线圈图案110的厚度时，可能出现下述问题：由于磁图案115，第一线圈图案110与第一壳体140隔开并且稳定性降低。

同时，磁图案115的相对磁导率为10至10000，并且磁图案的相对磁导率可以大于作为第一屏蔽层130的相对磁导率的10至1000。再者，磁图案115可以被配置成具有0.4至2.5特斯拉(T)的磁通量密度。

以这种方式，因为磁图案115的相对磁导率可以被配置成大于第一屏蔽层130的相对磁导率并且具有0.4至2.5T的磁通量密度，所以电压差可以进一步增加。

此外，磁图案115可以由具有高饱和磁化值的材料形成。例如，可以使用电钢或者不锈钢来形成磁图案115。

同时，磁图案115可以由铁(Fe)基非取向性电钢或者Fe基取向性电钢形成。电钢指的是软磁性材料，其中在容易受Fe的磁化影响的方向上调整晶体排列，并且将硅(Si)添加至软磁性材料以抑制Fe损耗的减小。具有高饱和磁化值的不锈钢用于形成磁图案115。

同时，无线充电板100的第一屏蔽层130可以包括厚度为1至600μm的Fe基磁性材料。

如上所述，因为无线充电板100的厚度为1至600μm，所以无线充电板100可以更容易地嵌入在便携式移动终端装置中。

将参照图3来描述根据本发明的实施方案的无线充电板和根据本发明的实施方案的无线充电装置的充电效率。

图3的曲线图的水平轴表示磁图案的宽度，以及其竖直轴表示电压差。

在这种情况下，电压差是在接收器位于发送器能够电达到的区域内时通过霍尔传感器230检测到的电压值与接收器不位于发送器能够电达到的区域内时通过霍尔传感器230检测到的电压值的差。就是说，电压差越大，充电效率就越高。

如图3所示，在没有磁图案时，在常规技术310中通过霍尔传感器检测到的电压差小于70mV。

然而，当磁图案的宽度增加时，在本发明320中通过霍尔传感器检测到的电压差逐渐地增加。

更详细地，当磁图案的宽度增加时，在屏蔽层上的磁图案的面积增加，使得电压差增加。当磁图案的宽度是0.9mm或更多时，通过霍尔传感器230检测到的电压差是作为参考电压的120mV或更大。

例如，当磁图案的宽度是0.9mm或者在屏蔽层上的磁图案的面积是2％时，产生120mV的电压差。当磁图案的宽度是1.5mm或者在屏蔽层上的磁图案的面积是8％或更多时，产生200mV的电压差。

如上所述，根据本发明，通过包括被布置在线圈图案的中心部分的空间中的磁图案的配置，在减小屏蔽层的厚度的同时可以进一步提高无线充电效率。再者，根据本发明，因为无线充电装置的屏蔽层厚度没有增加，所以可以满足对于将无线充电板或者无线充电装置嵌入在便携式移动终端装置中的需要。

虽然参照本发明的某些示例性实施方案示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员应理解，在不背离由所附的权利要求限定的发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种修改。

Claims

1.一种无线充电板，包括：

屏蔽层；

线圈图案，其被布置在所述屏蔽层的一个表面上；以及

磁图案，其被布置在所述线圈图案的中心部分的空间中。

2.根据权利要求1所述的无线充电板，其中所述磁图案被布置在与所述线圈图案相同的平面上。

3.根据权利要求1所述的无线充电板，其中所述磁图案的厚度等于或者小于所述线圈图案的厚度。

4.根据权利要求1所述的无线充电板，其中所述磁图案的面积是所述屏蔽层的所述一个表面的面积的2％至40％。

5.根据权利要求1所述的无线充电板，其中所述磁图案的相对磁导率是10至100000。

6.根据权利要求1所述的无线充电板，其中所述磁图案的磁通量密度是0.4至2.5特斯拉(T)。

7.根据权利要求1所述的无线充电板，其中所述磁图案由铁(Fe)基非取向性电钢、Fe基取向性电钢或者不锈钢形成。

8.根据权利要求1所述的无线充电板，其中所述屏蔽层的厚度是1至600μm。

9.根据权利要求1所述的无线充电板，其中所述屏蔽层的相对磁导率是10至1000。

10.根据权利要求1所述的无线充电板，其中所述屏蔽层包括Fe基磁性材料。

11.根据权利要求1所述的无线充电板，还包括粘附层，所述粘附层将所述线圈图案附接至所述屏蔽层。

12.一种无线充电装置，包括：

无线充电板，其包括屏蔽层、被布置在所述屏蔽层的一个表面上的线圈图案、以及被布置在与所述线圈图案相同的平面上；

电荷感应板，所述电荷感应板包括第二屏蔽层和被布置在所述第二屏蔽层的一个表面上的第二线圈图案，以及所述电荷感应板在所述第一线圈图案中感生交流电流(AC)。

13.根据权利要求11所述的无线充电装置，其中所述电荷感应板被布置成面向所述无线充电板。

14.根据权利要求11所述的无线充电装置，其中所述电荷感应板还包括霍尔传感器，所述霍尔传感器测量所述第二线圈图案的中心部分中的电压差的变化。